硬质阳极氧化

硬质阳极氧化

通常将氧化膜在20µm 以上,硬度(HV)在3500以上的阳极氧化.氧化膜按其硬度分类如下

获得硬质氧化膜溶液很多,如;硫酸.多种有机酸(’)电源则有交流电，交直流叠加 脉冲电流等

硬质阳极氧化处理条件为：高电流密度 低温 搅拌。电流密度为普通阳极氧化的2~3倍。低温，是为了抑制溶液对膜的溶解，通过搅拌降温。光用硫酸作电解液，则因硫酸腐蚀

性大，故要求温度小于10°C ，此为硫酸硬质阳极氧化法。 若是硫酸中添加有机酸（如苹果酸、乳酸、丙二酸等）则可在常温下氧化，此混合酸硬质阳极氧化法。这两种方法是目前生产中应用较多的方法。

硬质氧化膜性质

1)

硬度 铝合金上可达HV400~600,在纯铝上可达HV500以上。在铝合金中。LC4合金最易获得硬质氧化膜。

2) 耐磨性 硬质阳极氧化膜、硬度高、耐磨性好。由于膜层具有大量微小孔隙可吸附各种润滑亮剂，故可以提高其减摩能力。各种材料耐磨性比较如下

3)疲劳性能工件经硬质阳极氧化后，疲劳性能要下降。下降的原

因是膜层内微观裂纹顶端的应力集中造成。例如，LC₄合金经硬质阳极氧化后疲劳性能下降50%。硬质阳极氧化对铝合金应力疲劳影响不大，对高应力疲劳性能影响较大。

4)耐热性硬质阳极氧化膜熔点达2050℃，导热系数低至

67KW/(m·K),耐热性极好。在短时间内经爱1500~2000℃高温没问题。

5)电绝缘性硬质阳极氧化膜电阻率大，经封闭处理（浸绝缘或石

腊），击穿电压可达2000V

6)耐蚀性耐大气腐蚀。在3%NaCL盐雾试验中，可经受数千小时。

7)结合强度膜与基体结合强度高。用一般机械方法难除去氧化膜。

硫酸硬质阳极氧化工艺

1)工艺流程铝工件→化学除油→清洗→中和→清洗→硬质阳极氧

化→清洗→封闭→成品

2)溶液配方及工艺条件

3)溶液配制用蒸馏水或去离子水，CL—含量应≤10%；Mg≤5g/L，

否则会影响氧化质量与硫酸进行配制。

4)各种影响膜质量的因素

a)温度影响极大通常，溶液温度下降膜硬度及耐磨性提高，一

般温度应在↑↓2℃为宜。

b)溶液浓度硫酸含量一般在10~30%，浓度低，膜硬度高，特

别结纯AL件，更是。对含Cu量较高的铝合金（LY12除外）。

可用高浓度（200~300g/L）硫酸溶液氧化处理

c)阳极电流密度电流密度增大，氧化膜生成速度快，氧化时间

短，膜硬度及耐磨性提高。但超过极限电流密度时，氧化时发

热增快，阳极（工件）界面温度过高，膜溶解速度加快膜的硬

度下降。

d)合金成分合金元素及杂技影响膜的均匀性及质量。如Si影

响膜的颜色。含3%以上的Cu或7.5%以上的Si的铝合金不适

于用硬质阳极氧化处理，但若提高电流密度，采用交直流重叠

法，或脉冲电流法氧化可得到成功

5)操作要求

a)局部硬质氧化绝缘对工件需进行局部硬质阳极氧化时，应对

其余部分进行绝缘保护。绝缘保护方法是：将配好的绝缘胶喷

涂（或刷或浸）于需保护部位，刷一次烘干一次，共2~4次。

氧化后，胶可用50~70℃热水洗去，绝缘配制如下

(2) J电压电流控制

电压控制：开始氧化时间电压为9~ 12V，最终电压可根据膜厚度及材料再定。

电流控制：用直流电恒电流法。氧化开始电流密度为0.5A/dm2,在25min内分5~8次逐渐升高到5A/dm2,然后保持电流密度恒定，每隔5分种调节一次电流，至氧化结束。

氧化过程中，要经常注意电压与电流状况，若有电流突增或电压突降现象发生，应立即断电检查工件一般是由于工件膜层溶解造成。（3）对工件的要求工件表面粗糙度应低于0.8µm；所有锐边、锐角均应倒圆角、半径不小于0.5mm；有螺纹表面不得划伤，，如LF2,LF21.LC4.ZL101等合金工件，螺纹顶部和根部应倒圆角，其半径为0.2mm，氧化处理表面粗糙度应低于1.6mm此外，硬质氧化后工件尺寸会增加（约为膜层厚度的一半），因此，对氧化后要进一步加工件应留出加工余量。

（4）对挂具、夹具要求

挂具：所有挂具与工件触点，均由铝、铝镁合金、铝硅镀合金制，要求导电好，其余部分进行绝缘保护处理

夹具：设计专用夹具，保证与工件良好电接触并可高电压及电流。6）常见缺陷及处理方法

混合酸硬质阳极氧化

混合酸硬质阳极氧化溶液配方及工艺条件

不同牌号铝合金的典型用途

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具

1145 包装及绝热铝箔，热交换器

1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜

1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材

2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品

2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2036 汽车车身钣金件

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件

2124 航空航天器结构件

2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动